QCD

Une partie de l'installation Totem dans le tunnel du LHC à 220 mètres en aval de l'expérience CMS. © M. Brice, Cern

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QCD

Le Cern découvre une particule faite de gluons, la colle des quarks

En 1979, était obtenue la première preuve convaincante de l'existence des gluons, les cousins des photons responsables des forces nucléaires fortes liant les quarks dans les protons et les neutrons. Aujourd'hui, en 2021, le Cern et le Fermilab annoncent qu'ils ont enfin une preuve solide de l'existence de particules faites uniquement de gluons.

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Le Cern découvre une particule faite de gluons, la colle des quarks

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QCD : tous nos articles

Le Cern ne chasse pas les particules de matière noire uniquement en faisant collisionner des faisceaux de protons produits par le LHC dans ses détecteurs géants. Il dispose aussi d'une sorte de télescope permettant de traquer un type particulier de matière noire que pourrait produire le Soleil ou qui pourrait se trouver dans le halo où baigne notre Galaxie. Un nouveau bilan de cette chasse avec ce que l'on appelle des axions vient d'être publié.

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Physique

Matière noire : dernières nouvelles de la chasse aux axions au Cern

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• 03/01/2023

Une particule dont l'existence avait été prédite au début des années 1980 est finalement tombée dans les filets du Cern. Les membres de la collaboration LHCb utilisant le détecteur éponyme annoncent en effet l'existence d'un hadron exotique contenant quatre quarks charmés.

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Physique

Le LHC a découvert une nouvelle particule exotique, un tétraquark charmé

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• 11/07/2020

Après avoir fortement accrédité l'existence de pentaquarks, des hadrons formés d'un état lié de 5 quarks, les membres de la collaboration LHCb au Cern pensent avoir précisé leur structure. Ceux détectés avec le LHC (Large Hadron Collider) seraient en fait l'équivalent d'un noyau de deutérium formé de deux hadrons liés.

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Cern

Cern : le secret du pentaquark enfin percé ?

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• 11/06/2019

Près de 140 ans après la naissance d'Albert Einstein, l’université hébraïque de Jérusalem vient d'acquérir une centaine de pages manuscrites du physicien, dont un document inédit relatif à ses travaux sur la théorie du champ unifié.

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Albert Einstein

Albert Einstein : un manuscrit perdu sur la théorie du champ unifié retrouvé

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• 08/03/2019

Le Cern a découvert une nouvelle particule ou plus exactement un état excité d'une particule déjà connue dans le cadre du modèle standard. Il s'agit du charmonium, un analogue de l'atome d'hydrogène mais avec un quark et un antiquark charmés en orbite l'un autour de l'autre.

Sciences

Cern

LHC : un nouvel état de la particule charmonium découvert

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• 04/03/2019

Une réaction de fusion avec des quarks dans certaines particules élémentaires produit plus d'énergie que la réaction de fusion de la bombe à hydrogène. Il n'y a pas de raison de croire pour autant qu'il sera possible de fabriquer des bombes à quarks.

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Physique des particules

Une fusion de quarks bat la fusion de la bombe à hydrogène !

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• 10/11/2017

Des collisions de protons produisent des particules étranges, au sens propre comme au figuré, qui surprennent beaucoup les théoriciens de la physique des hadrons. Ce phénomène n'était connu jusqu'à présent que lors de collisions d'ions lourds conduisant à la formation du plasma de quarks et de gluons tel qu'il en existait pendant le Big Bang.

Sciences

Physique

Énigme au LHC : des collisions de protons vraiment trop étranges

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• 26/04/2017

Les atomes exotiques sont des analogues des atomes mais formés en utilisant d'autres particules que les protons et les électrons. Ils sont produits avec des accélérateurs. Le Cern vient d'annoncer la création de 300 de ces atomes constitués de mésons pi et K chargés, liés par la force électromagnétique. C'est une première.

Sciences

Lhc

Un atome sans proton ni électron créé par le Cern

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• 21/09/2016

Chaque année, durant un mois, lors des saisons de fonctionnement du LHC, les physiciens font entrer en collision des ions lourds pour sonder les mystères du plasma de quarks-gluons, le quagma. Ils viennent de battre un record en multipliant par presque deux les énergies mises en jeu. De quoi mieux comprendre le Big Bang.

Sciences

QCD

Le LHC explore le quagma du Big Bang avec une énergie record

actualité

• 28/11/2015

Après la découverte du boson de Brout-Englert-Higgs, l'une des dernières grandes prédictions du modèle standard qu'il reste à vérifier est celle de l'existence des fameuses boules de glu de la QCD. Les mathématiques de la théorie des cordes semblent prédire indirectement les propriétés de ces particules. Certaines de ses prédictions sont déjà en bon accord avec l'expérience mais d'autres pourraient être testées dans quelques mois au Cern.

Sciences

Chromodynamique quantique

Un test indirect des supercordes au LHC avec des boules de glu ?

actualité

• 16/10/2015

Peter Higgs, François Englert et Robert Brout ont tous trois été influencés par les travaux de Yoichiro Nambu lors de leur découverte du fameux mécanisme donnant des masses aux particules. À l'origine avec d'autres de la QCD (Quantum ChromoDynamics ou chromodynamique quantique) et de la théorie des cordes, Nambu vient, hélas, de décéder. Il était lauréat du prix Nobel de Physique de 2008.

Sciences

Brisure de symétrie

Décès de Yoichiro Nambu, un des pères de la physique des particules

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• 21/07/2015

Avec les protons, les neutrons forment le noyau d'un atome, celui-ci étant entouré d'électrons. © Argonne National Laboratory, Flickr, CC by-nc-sa 2.0

Sciences

Physique

Neutron

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• 30/04/2015

L'un des modèles de matière noire les plus étudiés, celui des axions, prédit qu'un flux de ces particules est produit par le Soleil. Le satellite européen XMM-Newton a peut-être découvert la trace de ce flux sous forme d'une anomalie du fond de rayonnement X connu depuis les années 1960.

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Physique

A-t-on découvert des particules de matière noire ?

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• 22/10/2014

L'origine du spin des protons est l'une des grandes énigmes encore non résolues de la physique des particules élémentaires. De nouvelles analyses des expériences effectuées avec le RHIC, le célèbre collisionneur d'ions lourds aux États-Unis, feraient maintenant jouer un rôle important aux gluons. Ces particules, en quelque sorte les photons de la force nucléaire liant les quarks au sein d'un proton, pourraient rendre compte de la moité de son spin.

Sciences

Physique

Le mystère du spin du proton se désépaissit

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• 15/07/2014

La découverte du boson de Brout-Englert-Higgs a mis sur le devant de la scène au LHC les détecteurs Atlas et CMS, faisant un peu oublier qu’il en existe deux autres, LHCb et Alice. Les membres de la collaboration LHCb (Large Hadron Collider beauty) viennent pourtant de confirmer l’existence d’un hadron exotique qui pose problème dans le cadre du modèle standard. Baptisée Z(4430), cette particule contiendrait quatre quarks.

Sciences

Physique

Au LHCb, un hadron défie le modèle des quarks

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• 15/04/2014

Le modèle standard de la physique des particules élémentaires a commencé à prendre forme pendant les années 1960 avec la théorie unifiée des forces nucléaire faible et électromagnétique, ainsi que le modèle des quarks pour les hadrons. On fête cette année les 50 ans de la découverte de ce modèle par deux physiciens, George Zweig et Murray Gell-Mann. Zweig était en poste au Cern lorsqu'il a publié ses idées dans un article daté du 17 janvier 1964.

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Physique

Anniversaire : les quarks ont 50 ans

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• 27/01/2014

À gauche, les hadrons ordinaires avec les baryons formés de trois quarks et les mésons formés d'un quark et d'un antiquark. À droite, deux des hypothèses en lice pour expliquer en 2013 le hadron Zc(3900) : une molécule de mésons ou un vrai tétraquark. © Nature

Sciences

Physique

Tétraquark

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• 21/10/2013

Il faut trois quarks pour former un nucléon comme le proton. Au-delà de cette composition, on sait seulement que l'intérieur de cette particule est bien plus complexe et étrange que celui d'un atome. Des expériences réalisées au Cebaf, un accélérateur d'électrons américain, éclairent – un peu – ce mystère, montrant que les quarks se répartissent en deux hémisphères.

Sciences

Physique

Des progrès vers une vision en 3D de l'intérieur du proton

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• 20/04/2013

De gauche à droite, Chen Ning Yang et Robert Mills en pleine discussion à la fin des années 1990. Mills est décédé en 1999. © Nu Xu

Sciences

Physique

Théorie de Yang-Mills

définition

• 02/04/2013

L'étude sérieuse des collisions de protons et de noyaux de plomb a débuté au LHC. Elle devrait permettre de mieux comprendre un état particulier de la matière, le plasma de quarks et de gluons. Autrement dit un quagma.

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Physique

LHC : des collisions ion-proton pour percer les secrets du quagma

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• 26/01/2013

Les quarks et les leptons du modèle standard. Il existe six types de quarks différents. © Fermilab

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Matière

Quark

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• 31/12/2012

Des physiciens du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont réalisé un simulateur quantique de matériaux magnétiques. S’il s’agissait d’un véritable ordinateur quantique programmable, il constituerait, fort de ses 350 qubits, une révolution sans précédent. Même si ce n'est pas le cas, ce système surpasse déjà, dans son domaine, les plus puissants supercalculateurs ainsi que de précédents simulateurs du même genre.

Tech

Informatique

Record : un simulateur quantique intègre 350 qubits !

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• 03/05/2012

La « nouvelle particule » découverte au LHC par les membres de la collaboration CMS est en fait un nouvel état excité d’un baryon Xi prédit par le modèle standard. Rien de vraiment nouveau, donc, ni révolutionnaire donc mais c’est peut-être de bon augure au moment où la chasse au boson de Higgs a repris.

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Physique

En bref : le Cern découvre un nouvel état excité d'un baryon Xi

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• 03/05/2012

Deux hadrons récemment découverts avec l’accélérateur KEK japonais ne cadrent pas avec l’image simple de particules toujours composées de deux ou trois quarks. Ces hadrons exotiques pourraient être des états liés de deux mésons standards, à la façon des atomes dans une molécule ou encore des nucléons dans un noyau.

Sciences

Physique

On observe peut-être des molécules de mésons à quatre quarks

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• 26/01/2012

Les collisions de noyaux d’or permettent de sonder la physique de la matière nucléaire dans des conditions de températures et de pressions similaires à celles ayant conduit à la formation d’un plasma de quarks gluons peu après le Big Bang. En changeant de noyaux, les physiciens du Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) ont obtenu une augmentation de la création de quarks étranges, alors qu'on s'attendait à l’inverse...

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Physique

De bien étranges collisions de noyaux de cuivre au RHIC

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• 23/01/2012

Le tableau des particules du modèle standard, dans lequel apparaît le quark charmé. © MissMJ, Wikipédia

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Physique

Quark charmé

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• 31/12/2011

Le tableau des particules du modèle standard, dans lequel apparaît le quark étrange. © MissMJ, Wikipédia

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Physique

Quark étrange

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• 30/12/2011

Le tableau des particules du modèle standard, dans lequel apparaît le quark top. © MissMJ, Wikipédia

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Physique

Quark top

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• 20/12/2011

Le tableau des particules du modèle standard, dans lequel apparaît le quark down. © MissMJ, Wikipédia

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Physique

Quark down

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• 20/12/2011

Le tableau des particules élémentaires du modèle standard, dans lequel figure le quark up. © MissMJ, Wikipédia

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Physique

Quark up

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• 20/12/2011

Le Tevatron cessera bientôt de produire des collisions entre protons et antiprotons. Mais avant de tirer sa révérence, il vient de vérifier une prédiction du modèle standard. Cousin du neutron et presque six fois plus lourd que lui, le baryon Xi neutre contenant un quark b existe bel et bien !

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Physique

Un cousin du neutron découvert au Fermilab : le baryon Xi

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• 22/07/2011

Le modèle standard repose sur la mécanique quantique et la théorie de la relativité d'Einstein. © Thomas Thomas, Flickr CC by nc 2.0

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Univers

Modèle standard

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• 01/07/2011

Moins de deux semaines après les premières collisions d’ions lourds le 8 novembre 2010 dans les détecteurs Alice, CMS et Atlas, les physiciens de la collaboration Alice publient déjà les premiers résultats des mesures. Elles confirment que quelques millionièmes de seconde après le Big Bang, l’univers était rempli par un liquide de quarks et de gluons, et non pas par un gaz, comme on le croyait il y a encore 5 ans.

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Physique

Les premiers instants de l'univers ont bien été liquides...

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• 26/11/2010

Le détecteur géant CMS montre dans des collisions de protons à 7 TeV d'étranges corrélations entre paires de particules qui pourraient signifier la formation imprévue d’un plasma de quarks gluons.

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Physique

Découverte surprenante au LHC avec le détecteur CMS

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• 28/09/2010

Grâce à des calculs sur ordinateurs, les masses des quarks légers composant les protons et les neutrons sont maintenant connues avec plus de précisions. Ces nouvelles données seront précieuses pour découvrir une nouvelle physique dans les collisions de protons au LHC.

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Physique

Les masses des quarks légers sont désormais mieux connues

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• 09/04/2010

En novembre 2007, un surfeur et néanmoins docteur en physique théorique, créait une vague médiatique en proposant une théorie unifiée de toutes les forces et particules de matière. La théorie de Garrett Lisi fut aussitôt l’objet de critiques. Déjà sur arXiv depuis l’année dernière, un article prouvant l’échec complet de la théorie de Lisi va être publié dans Communications in Mathematical Physics.

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Physique

La théorie du Tout de Garrett Lisi était mort-née...

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• 30/03/2010

Depuis plusieurs années, les chercheurs travaillant au Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), aux Etats-Unis, recréent les conditions d’apparition du plasma de quarks-gluons qui devait exister moins d'un millionième de seconde après le Big Bang. Ils pensent avoir découvert des signes de violation des symétries dont l’une est liée à la prédominance de la matière sur l’antimatière dans l’Univers.

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Physique

Des signes de violation P et CP dans le plasma de quarks-gluons ?

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• 19/02/2010

La théorie quantique des champs de forces et de particules dans le vide présente de fortes analogies avec la théorie décrivant quantiquement la matière condensée, comme par exemple des milieux magnétiques. Des chercheurs en ont profité pour y créer un analogue du confinement des quarks, une astuce expérimentale qui pourrait permettre de mieux comprendre ce phénomène caché au cœur des protons.

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Physique

Peut-on simuler dans un solide le confinement des quarks ?

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• 04/12/2009

C’est l’un des plus brillants représentants de l’école de physique théorique japonaise qui vient de décéder. Kazuhiko Nishijima s’était rendu célèbre par ses travaux en physique des particules élémentaires, en particulier sur la notion d'étrangeté, aujourd'hui associée aux quarks...

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Le grand physicien des particules élémentaires Nishijima est décédé

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• 10/06/2009

A l’heure où le LHC s’apprête à partir à la chasse aux particules supersymétriques et aux dimensions spatiales supplémentaires, le Tevatron prouve qu’il y a encore des mystères même parmi les particules de la QCD. Les physiciens de CDF annoncent en effet avoir observé un nouveau méson qui, pour le moment, échappe à toute explication.

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Physique

Une particule mystérieuse découverte au Fermilab

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• 24/03/2009

Les rayons gamma à ultra hautes énergies semblent se déplacer plus facilement que prévu sur des distances cosmologiques. Cette énigme suggère à certains théoriciens l’existence de particules analogues à l’axion, bien connu en QCD. Couplées aux champs magnétiques des galaxies, ces hypothétiques particules rendraient compte de la surprenante transparence de l’Univers pour les photons gamma.

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Physique

Un nouvel axion résoudra-t-il l'énigme des photons gamma ?

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• 05/02/2009

La physique mathématique française est à l’honneur grâce à Raymond Stora, Directeur de Recherche Emérite au Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique Théorique (LAPTH). Il vient de se voir attribuer le prestigieux Prix Dannie Heineman de Physique Mathématique 2009 pour ses travaux en théorie quantique des champs de jauge ayant conduit au célèbre formalisme BRST.

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Raymond Stora, lauréat du Prix Dannie Heineman de Physique Mathématique

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• 18/11/2008

Le prix Nobel de physique 2008 récompense des travaux visionnaires dans le domaine de la physique des particules faisant intervenir la notion capitale de symétrie brisée. Les trois lauréats sont tous d’origine japonaise même si l’un d’entre eux, Yoichiro Nambu, a été naturalisé Américain. Le deux autres récipiendaires, Makoto Kobayashi et Toshihide Maskawa se sont illustrés, tout comme Nambu, par leurs travaux sur la théorie des interactions nucléaires.

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Prix Nobel de physique 2008 : la physique des particules à l'honneur

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• 07/10/2008

Les mini trous noirs sont des objets fascinants introduits dans le monde de l’astrophysique et de la cosmologie par Stephen Hawking. Récemment, la possibilité de les produire artificiellement avec le LHC a été considérée sérieusement par certains physiciens. Que pourraient-ils nous apprendre sur la structure de notre Univers et surtout, cela représenterait-il un risque pour la planète entière ? Ces questions seront abordées sur Futura-Sciences dans deux articles dont voici le premier, introductif.

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Physique

Les mini trous noirs au LHC (1/2) : apprenons à les connaître

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• 03/09/2008

Les forces nucléaires liant les protons et les neutrons dans les noyaux ne sont toujours pas comprises aussi bien qu’on le voudrait, même si des progrès considérables ont été réalisés depuis les années 1930. Des expériences récentes au Thomas Jefferson National Accelerator Facility (Jefferson Lab) indiquent que protons et neutrons ont tendance à former des paires dans les noyaux. Cette découverte devrait améliorer notre compréhension des étoiles à neutrons.

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Physique

Noyaux : les protons préfèrent les neutrons

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• 02/06/2008

Les physiciens de l'expérience Belle du KEK laboratory au Japon ont découvert un curieux méson baptisé Z(4430). Selon certains, il s’agirait d’une particule composée de quatre quarks. Une telle chose semble impossible ou presque dans le cadre de la théorie de la chromodynamique quantique.

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Physique

Un méson à quatre quarks défie la physique et les physiciens

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• 23/11/2007

Après 4 ans de travail et 77 heures de calculs sur ordinateur, une équipe internationale composée de 18 mathématiciens vient de résoudre un problème mathématique important vieux de presque un siècle. Ces chercheurs ont déterminé la structure complète d'un objet mathématique appelé le groupe de Lie E8. L'information contenue dans cette structure est 60 fois plus grande que celle contenue dans l'ADN d'une cellule. Elle pourrait être à l'origine d'une révolution en théorie des supercordes.

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Physique

Groupe de Lie E8 : une clé pour la théorie des supercordes ?

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• 27/03/2007

L'axion est une hypothétique particule postulée par le Prix Nobel Franck Wilczek pour résoudre des problèmes de la QCD. C'est un bon candidat pour expliquer ce qu'est la matière noire et selon la théorie, le Soleil en produirait. Deux expériences, PVLAS et CAST, donnent des résultats contradictoires à ce sujet. Les physiciens Rabi Mohapatra de l'Université du Maryland et Salah Nasri de l'Université de Floride ont peut être trouvé la clé de l'énigme !

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Physique

Une objection à l'existence des axions levée !

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• 11/03/2007